KR102670195B1 - 거리 및 영상을 감지하는 시스템, 이를 이용한 차량 제어 시스템 및 거리 및 영상을 감지하는 방법 - Google Patents

거리 및 영상을 감지하는 시스템, 이를 이용한 차량 제어 시스템 및 거리 및 영상을 감지하는 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 램프제어신호와 램프제어신호가 온(ON)되는 시점에 온이 되며 램프제어신호가 오프(OFF)되는 시점 이후에 오프되는 정보처리신호를 출력하는 신호출력부와 레이저광원에 기초한 헤드램프광을 램프제어신호에 따라 차량전방으로 조사하는 발광부와 헤드램프광이 조사되는 영역으로부터 광을 수신하여 광정보를 생성하는 수광부와 광정보를 정보처리신호에 따라 제1광정보와 제2광정보로 분류하는 정보처리부 및 제1광정보에 기초하여 헤드램프광을 조사하여 수신되는데 소요되는 소요시간을 산출하고 소요시간을 이용하여 물체에 대한 거리정보 생성하며, 제2광정보에 기초하여 영상정보를 생성하는 생성부를 포함하는 거리 및 영상을 감지하는 시스템에 관한 것이다.

Description

거리 및 영상을 감지하는 시스템, 이를 이용한 차량 제어 시스템 및 거리 및 영상을 감지하는 방법{DISTANCE AND IMAGE DETCETION SYSTEM, VEHICLE CONTROL SYSTEM USING THEREOF, DISTANCE AND IMAGE DETCETION METHOD}
본 실시예들은 거리 및 영상을 감지하는 기술에 관한 것이다.
보다 멀리 감지할 수 있는 램프에 대한 니즈(needs)에 따라, 최근 직진성이 향상되어 일반적인 LED보다 인식거리가 2배 정도 향상된 레이저광원에 기초한 헤드램프광이 개발되었다. 상기 레이저광원은 레이저다이오드로 명명하기도 한다.
이러한 헤드램프광은, 향상된 직진성에 의해 물체를 향해 조사되고 반사되어 수신되는 광에 기초하여 상기 물체의 거리를 산출하는데 응용될 수 있다.
그러나, 향상된 직진성에 따라 헤드램프광이 물체에 조사되는 경우 많은 량의 광이 반사되기 때문에, 헤드램프광은 헤드램프광이 조사되는 영역을 감지하는 영상제공장치로 하여금 바람직하지 못한 영상정보를 출력하도록 야기시키는 문제점이 있다. 상기 바람직하지 못한 영상정보라 함은, 사람 또는 프로세서가 감지된 물체를 인식하기 어려운 영상정보일 수 있다.
한편, 차량을 정밀하게 제어하기 위해 전방물체의 거리정보와 상기 전방물체의 영상정보가 요구된다.
이러한 배경에서, 본 실시예들의 목적은 보다 멀리 감지할 수 있는 헤드램프를 사용하여 차량 전방을 감지하되, 상기 차량 전방에 위치하는 전방물체의 거리와 영상을 감지할 수 있는 기술을 제공하는 것이다.
일 측면에서, 본 실시예는 램프제어신호와 램프제어신호가 온(ON)되는 시점에 온이 되며 램프제어신호가 오프(OFF)되는 시점 이후에 오프되는 정보처리신호를 출력하는 신호출력부와 레이저광원에 기초한 헤드램프광을 램프제어신호에 따라 차량전방으로 조사하는 발광부와 헤드램프광이 조사되는 영역으로부터 광을 수신하여 광정보를 생성하는 수광부와 광정보를 정보처리신호에 따라 제1광정보와 제2광정보로 분류하는 정보처리부 및 제1광정보에 기초하여 헤드램프광을 조사하여 수신되는데 소요되는 소요시간을 산출하고 소요시간을 이용하여 물체에 대한 거리정보 생성하며, 제2광정보에 기초하여 영상정보를 생성하는 생성부를 포함하는 거리 및 영상을 감지하는 시스템을 제공한다.
다른 일 측면에서, 본 실시예는 램프제어신호와 램프제어신호가 온(ON)되는 시점에 온이 되며 램프제어신호가 오프(OFF)되는 시점 이후에 오프되는 정보처리신호를 출력하는 신호출력부와 레이저광원에 기초한 헤드램프광을 램프제어신호에 따라 차량전방으로 조사하는 발광부와 헤드램프광이 조사되는 영역으로부터 광을 수신하여 광정보를 생성하는 수광부와 광정보를 정보처리신호에 따라 제1광정보 및 제2광정보로 분류하는 정보처리부와 제1광정보에 기초하여 헤드램프광을 조사하여 수신되는데 소요되는 소요시간을 산출하고 소요시간을 이용하여 물체에 대한 거리정보 생성하며, 제2광정보에 기초하여 영상정보를 생성하는 생성부 및 거리정보 및 영상정보에 기초하여 차량을 제어하는 제어부를 포함하는 차량 제어 시스템을 제공한다.
또 다른 일 측면에서, 본 실시예는 램프제어신호와 램프제어신호가 온(ON)되는 시점에 온이 되며 램프제어신호가 오프(OFF)되는 시점 이후에 오프되는 정보처리신호를 출력하는 단계와 레이저광원에 기초한 헤드램프광을 램프제어신호에 따라 차량전방으로 조사하는 단계와 헤드램프광이 조사되는 영역으로부터 광을 수신하여 광정보를 생성하는 단계와 광정보를 정보처리신호에 따라 제1광정보와 제2광정보로 분류하는 단계와 제1광정보에 기초하여 헤드램프광을 조사하여 수신되는데 소요되는 소요시간을 산출하고 소요시간을 이용하여 물체에 대한 거리정보를 생성하는 단계 및 제2광정보에 기초하여 영상정보를 생성하는 단계를 포함하는 거리 및 영상을 감지하는 방법을 제공한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 실시예들에 의하면, 보다 멀리 감지할 수 있는 헤드램프를 사용하여 차량 전방을 감지하되, 상기 차량 전방에 위치하는 전방물체의 거리와 영상을 감지할 수 있는 기술을 제공할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 거리 및 영상을 감지하는 시스템의 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 일 실시예에 따른 거리 및 영상을 감지하는 시스템의 동작을 설명하기 위한 일 예를 도시한 도면이다.
도 3은 일 실시예에 따른 거리 및 영상을 감지하는 시스템의 동작을 설명하기 위한 다른 예를 도시한 도면이다.
도 4는 일 실시예에 따른 거리 및 영상을 감지하는 방법의 흐름을 도시한 도면이다.
도 5는 일 실시예에 따른 거리 및 영상을 감지하는 방법의 동작을 설명하기 위한 일 예를 도시한 도면이다.
도 6은 일 실시예에 따른 거리 및 영상을 감지하는 방법의 동작을 설명하기 위한 다른 일 예를 도시한 도면이다.
도 7은 일 실시예에 따른 거리 및 영상을 감지하는 방법의 동작을 설명하기 위한 또 다른 일 예를 도시한 도면이다.
이하, 일부 실시예들은 예시적인 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가질 수 있다. 또한, 본 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 기술적 사상의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 수 있다.
또한, 본 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질, 차례, 순서 또는 개수 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 다른 구성 요소가 "개재"되거나, 각 구성 요소가 다른 구성 요소를 통해 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
보다 멀리 감지할 수 있는 램프에 대한 니즈(needs)에 따라, 최근 직진성이 향상되어 일반적인 LED보다 인식거리가 2배 정도 향상된 레이저광원에 기초한 헤드램프광이 개발되었다. 상기 레이저광원은 레이저다이오드로 명명하기도 한다.
이러한 헤드램프광은, 향상된 직진성에 의해 물체를 향해 조사되고 반사되어 수신되는 광에 기초하여 상기 물체의 거리를 산출하는데 응용될 수 있다.
그러나, 향상된 직진성에 따라 헤드램프광이 물체에 조사되는 경우 많은 량의 광이 반사되기 때문에, 헤드램프광은 헤드램프광이 조사되는 영역을 감지하는 영상제공장치로 하여금 바람직하지 못한 영상정보를 출력하도록 야기시키는 문제점이 있다. 상기 바람직하지 못한 영상정보라 함은, 사람 또는 프로세서가 감지된 물체를 인식하기 어려운 영상정보일 수 있다.
한편, 차량을 정밀하게 제어하기 위해 전방물체의 거리정보와 상기 전방물체의 영상정보가 요구된다.
이하에서는, 레이저광원에 기초한 헤드램프광을 이용하여 차량의 전방에 위치한 물체의 거리 및 상기 물체의 영상을 감지할 수 있는 거리 및 영상을 감지하는 시스템에 대해 자세히 설명한다.
도 1은 일 실시예에 따른 거리 및 영상을 감지하는 시스템의 구성을 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 거리 및 영상을 감지하는 시스템(100)은 램프제어신호와, 램프제어신호가 온(ON)되는 시점에 온이 되며 램프제어신호가 오프(OFF)되는 시점 이후에 오프되는 정보처리신호를 출력하는 신호출력부(110)와 레이저광원에 기초한 헤드램프광을 램프제어신호에 따라 차량전방(121)으로 조사하는 발광부(120)와 헤드램프광이 조사되는 영역(131)으로부터 광을 수신하여 광정보를 생성하는 수광부(130)와 광정보를 정보처리신호에 따라 제1광정보와 제2광정보로 분류하는 정보처리부(140) 및 제1광정보에 기초하여 헤드램프광을 조사하여 수신되는데 소요되는 소요시간을 산출하고 소요시간을 이용하여 물체에 대한 거리정보 생성하며, 제2광정보에 기초하여 영상정보를 생성하는 생성부(150) 를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 거리 및 영상을 감지하는 시스템(100)의 신호출력부(110)는 일 주기에 온(ON)과 오프(OFF)를 포함하는 램프제어신호를 출력할 수 있다.
이에, 수광부(130)는 일 구간(추후, 정보처리신호가 온인 구간을 의미함)에서는 물체에 반사된 가시광 및 헤드램프광을 포함하는 광을 수신하고, 다른 일 구간(추후, 정보처리신호가 오프인 구간을 의미함)에서는 물체에 반사된 가시광만을 수신할 수 있다. 상기 가시광은 일반적으로 사람이 물체를 쉽게 인식하도록 제공되는 광으로서, 태양 및 전등에 의한 광을 포함할 수 있다.
또한, 신호출력부(110)는 광정보를 (물체의 거리정보를 생성하기 위해 사용되는)제1광정보와 (물체의 영상정보를 생성하기 위해 사용되는)제2광정보로 분리시키기 위한 정보처리신호를 출력할 수 있다.
일 예를 들어, 신호출력부(110)는 램프제어신호가 온(ON)되는 시점에 온이 되며 상기 램프제어신호가 오프(OFF)되는 시점 이후에 오프되는 미리 설정된 정보처리신호를 출력할 수 있다. 여기서, 조사된 헤드램프광이 수신되기까지 소요되는 소요시간을 고려하여 정보처리신호가 오프되는 시점은 램프제어신호가 오프되는 시점에서 상기 소요시간 이후의 시점일 수 있다. 상기 소요시간은 TOF(Time of Flight)로 명명되기도 한다.
일 실시예에 따른 거리 및 영상을 감지하는 시스템(100)의 발광부(120)는 차량의 일반적인 헤드램프쪽에 설치되어 레이저광원에 기초한 헤드램프광을 램프제어신호에 따라 차량전방(121)으로 조사할 수 있다.
상기 레이저광원은 질화 인듐 갈륨 기술을 기한으로 개발된 레이저 다이오드를 포함할 수 있으며, 현재 개발된 레이저광원의 도달범위는 일반적인 LED의 2배인 약 600[m]에 달한다.
일 실시예에 다른 거리 및 영상을 감지하는 시스템(100)의 수광부(130)는 헤드램프광이 조사되는 영역(131)으로부터 광을 수신하여 광정보를 생성할 수 있다. 일 예를 들어, 수광부(130)는 카메라의 CMOS 센서를 포함하는 이미지센서를 포함할 수 있다. 여기서, 수광부(130)는 Wide FOV(Field of View) 렌즈를 적용하여 반사되는 2개의 헤드램프광을 모두 수신할 수 있다.
일 실시예에 따른 거리 및 영상을 감지하는 시스템(100)의 정보처리부(140)는 수광부(130)로부터 생성된 광정보를 정보처리신호에 따라 제1광정보와 제2광정보로 분류할 수 있다.
일 예를 들어, 정부처리부(140)는 광정보 중 정보처리신호가 온인 구간에 해당하는 광정보를 제1광정보로 분류하고, 상기 광정보 중 정보처리신호가 오프인 구간에 해당하는 광정보를 제2광정보로 분류할 수 있다.
이와 같이, 신호출력부(110)로부터 출력되는 램프제어신호와 정보처리신호, 수광부(130)로부터 생성되는 광정보, 정보처리부(140)로부터 분류되는 제1광정보와 제2광정보에 대해 일 실시예에 따른 거리 및 영상을 감지하는 시스템의 동작을 설명하기 위한 일 예를 도시한 도면인 도 2를 참조하여 자세히 설명한다.
도 2를 더 참조하면, 신호출력부(110)로부터 출력되는 램프제어신호(210)는 주기에 오프(OFF)로 유지되는 오프구간(TOFF, t0 에서 t1)와 온(ON)이 유지되는 온구간(TON, t1 에서 t2)을 포함하는 제어신호일 수 있다.
여기서, 온구간 및 주기는 사람의 인지능력에 기초하여 설정될 수 있다. 일 예를 들어, 사람이 30[Hz] 이하 주파수의 변화를 인지한다면, 상기 주기는 사람이 레드램프광의 변화를 인지하지 못하도록 30[Hz] 초과 주파수로 설정될 수 있다. 또한, 헤드램프동작신호(전조등 스위치에 의한 신호)가 존재하는 경우, 온구간은 사람이 헤드램프광이 켜져있는 것으로 인지할 수 있는 최소 구간이상으로 설정될 수 있다. 이와 달리, 헤드램프동작신호가 존재하지 않은 경우 온구간은 사람이 헤드램프광이 꺼져있는 것으로 인지할 수 있는 최대 구간이하로 설정될 수 있다.
만약, 수신되지 않던 헤드램프동작신호가 수신되면 신호출력부(110)는 사람이 헤드램프광이 켜져있는 것으로 인지할 수 있도록 램프제어신호의 온구간을 증가시킬 수 있다.
이를 위해, 일 실시예에 따른 거리 및 영상을 감지하는 시스템(100)은 운전자가 전조등(헤드램프)을 켜기 위해 작동시키는 장치에 의해 생성되는 헤드램프동작신호를 수신하는 수신부를 더 포함할 수 있다.
또한, 신호출력부(110)로부터 출력되는 정보처리신호(220)는 램프제어신호(210)가 온(ON)되는 시점(t1)에 온이 되며 램프제어신호(210)가 오프되는 시점(t2) 이후(t4)에 오프될 수 있다. 여기서, 정보처리신호(220)는 미리 알고 있는 램프제어신호(210)에 기초하여 설정되거나, 램프제어신호를 감지하고 감지된 램프제어신호에 기초하여 설정할 수 있다.
일 예를 들어, 신호출력부(110)는 램프제어신호가 온에서 오프로의 변화와 오프에서 온으로의 변화를 감지하여 램프제어신호가 오프에서 온으로 변화하는 시점에 오프에서 온이 되며 상기 램프제어신호가 온에서 오프로 변화하는 시점에서 미리 설정된 임계시간 이후에 온에서 오프로 변화하는 정보처리신호를 출력할 수 있다.
다른 일 예를 들어, 신호출력부(110)는 램프제어신호의 변화를 감지하고, 수신된 헤드램프동작신호의 수신여부와 램프제어신호의 변화에 기초하여 정보처리신호를 출력할 수 있다. 즉, 헤드램프동작신호가 미수신되면 신호 출력부(110)는 감지된 램프제어신호의 변화간 구간 중 짧은 구간에 온이 되며, 상기 램프제어신호의 변화간 구간 중 긴 구간에 오프되는 정보처리신호를 출력할 수 있다. 반면, 헤드램프동작신호가 수신되면 신호 출력부(110)는 감지된 램프제어신호의 변화간 구간 중 긴 구간에 온이 되며, 상기 램프제어신호의 변화간 구간 중 짧은 구간에 오프되는 정보처리신호(220)를 출력할 수 있다.
신호출력부(110)에 의해 출력되는 정보처리신호(220)에 대해 자세히 설명하면, 발광부(120)에 근접한 물체에 의해 조사된 헤드램프광이 즉시 수신될 수 있으므로 정보처리신호(220)는 램프제어신호가 온이 되는 즉시 온이 되어야 한다. 이와 달리, 발광부(120)로부터 먼 거리에 위치한 물체에 의해 조사된 헤드램프광이 일정시간 이후에 수신될 수 있으므로 정보처리신호(220)는 램프제어신호가 오프되는 시각에서 상기 일정시간 이후에 오프될 수 있다.
이상에서 설명한 램프제어신호(210) 및 정보처리신호(220)는 로직(Logic)을 포함하는 디지털신호일 수 있다.
한편, 수광부(130)에 의해 생성되는 광정보(230)는 가시광이 반사된 광에 의한 정보와 가시광과 헤드램프광이 반사된 광에 의한 정보(231)로 구성될 수 있다.
자세히 설명하면, 광정보(230)는 램프제어신호(210)에 따라 조사되는 헤드램프광이 물체에 반사되어 수신되면(t3 인 시각을 의미) 헤드램프광이 수신되기 직전보다 광량이 증가되고, 램프제어신호(210)가 오프되어 헤드램프광이 조사되지 않으면(t3인 시각에서 램프제어신호(210)가 온되는 시간(TON) 후인 시각을 의미) 광량이 감소되어, 231과 같이 오프셋(Offset)된 파형을 포함할 수 있다.
이후, 정보처리부(140)가 정보처리신호(220)에 따라 광정보(230)를 제1광정보(240)와 제2광정보(250)으로 분류할 수 있다.
이상에서 설명한 광정보(230), 제1광정보 및 제2광정보는 측정된 정보로서 아날로그 신호일 수 있다. 또한, 도 2에서 광정보(230), 제1광정보(240) 및 제2광정보(250)를 시간에 대한 하나의 정보로 도시했지만 이는 하나의 예시로서, 시간에 대한 명도정보, 시간에 대한 채도정보 등 시간에 대한 다양한 정보(광정보를 분류할 수 있는 정보)를 포함할 수 있다.
이와 같이, 제1광정보(240)와 제2광정보(250)이 분류되면 일 실시예에 따른 거리 및 영상을 감지하는 시스템(100)의 생성부(150)가 제1광정보(240)에 기초하여 헤드램프광을 조사하여 수신되는데 소요되는 소요시간(t3 - t1)을 산출하고 소요시간과 미리 알고 있는 헤드램프광의 정보(파장 또는 주기 등)를 이용하여 헤드램프광을 반사시킨 물체에 대한 거리정보를 생성할 수 있다. 상기 거리정보는 대프(Depth)정보로 명명되기도 한다.
또한, 생성부(150)는 제2광정보(250)에 기초하여 영상정보를 생성할 수 있다.
제2광정보(250)에 기초하여 영상정보를 생성하는 것은 카메라를 포함하는 일반적인 영상제공장치의 동작과 유사하므로 자세한 설명은 생략한다.
한편, 제2광정보(250)에 기초하여 생성된 영상정보는 t1 내지 t4 구간에 대한 정보가 제공되지 않는 한계가 있다(전술한 바와 같이, 램프제어신호와 정보처리제어신호가 사람의 인지능력에 기초하여 설정됨에 따라 사람이 인지하지는 못하지만, 이러한 한계는 불편함을 초래할 수 있다).
이러한 한계를 개선하고자, 정보처리부(140)는 이전 주기에서 산출된 소요시간에 기초하여 제2광정보를 확대하여 분류할 수 있다.
이에 대해 일 실시예에 따른 거리 및 영상을 감지하는 시스템의 동작을 설명하기 위한 다른 예를 도시한 도면인 도 3을 이용하여 자세히 설명한다.
1개의 주기에 대한 파형을 도시한 도 2와 달리, 도 3은 도 2의 1개의 주기와 이후 주기에 대한 파형을 도시한다.
도 3을 참조하면, 정보처리부(140)는 이전 주기인 제1주기(T1)에서 산출된 소요시간(t3 -t1)에 기초하여 제2주기(T2)에서 제2광정보를 dT만큼 확대하여 분류할 수 있다. 여기서 확대되는 dT는 소요시간(t3 -t1)에 미리 설정된 특정값(0과 1 사이인 소수값일 수 있음)을 연산하여 결정될 수 있다.
여기서, 제2주기(T2)의 제2광정보를 제외한 다른 신호 및 정보는 제1주기(T1)의 정보와 동일할 수 있다.
한편, 일 실시예에 따른 수광부(130)은 도시된 바와 같이 차량의 윈드쉴드 내부에 위치하여 차량의 헤드램프에 설치되는 발광부(130)와 분리될 수 있다. 이에, 생성부(150)는 차량의 윈드쉴드에 설치된 와이퍼를 동작시키는 와이퍼신호가 미수신되면 제1광정보에 기초하여 거리정보를 생성할 수 있다. 이는, 헤드램프광이 윈드쉴드의 와이퍼와 충돌하여 거리정보를 산출하는데 사용되는 소요시간이 에러값일 수 있기 때문이다.
도 1 내지 도 3을 이용하여 설명한 일 실시예에 따른 거리 및 영상을 감지하는 시스템은 직진성이 향상된 (레이저광원에 기초한)헤드램프광을 사용하여 운전자로 하여금 먼 거리를 인식하도록 하며, 전방물체와의 거리 및 상기 전방물체의 영상을 감지할 수 있다. 뿐만 아니라, 수광부가 윈드쉴드 내에 위치하여 와이퍼에 의해 눈 또는 비가 쉽게 제거되어 눈 또는 비가 내리는 상황에서도 정확하게 전방물체와의 거리 및 전방물체의 영상을 감지할 수 있는 효과가 있다. 또한, 발광부와 수광부가 분리됨에 따라 기존의 레이더를 차량에 장착시 발생할 수 있는 디자인적 제약을 해결할 수 있는 효과가 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 제어 시스템은 램프제어신호와 램프제어신호가 온(ON)되는 시점에 온이 되며 램프제어신호가 오프(OFF)되는 시점 이후에 오프되는 정보처리신호를 출력하는 신호출력부와 레이저광원에 기초한 헤드램프광을 램프제어신호에 따라 차량전방으로 조사하는 발광부와 헤드램프광이 조사되는 영역으로부터 광을 수신하여 광정보를 생성하는 수광부와 생성된 광정보를 출력된 정보처리신호에 따라 제1광정보 및 제2광정보로 분류하는 정보처리부 및 분류된 제1광정보에 기초하여 헤드램프광을 조사하여 수신되는데 소요되는 소요시간을 산출하고 소요시간을 이용하여 물체에 대한 거리정보 생성하며, 분류된 제2광정보에 기초하여 영상정보를 생성하는 생성부 및 생성된 거리정보 및 영상정보에 기초하여 차량을 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 제어 시스템은 도 1 내지 도 3을 이용하여 설명한 일 실시예에 따른 거리 및 영상을 감지하는 시스템과 상기 거리 및 영상을 감지하는 시스템에서 생성된 거리정보 및 영상정보에 기초하여 차량을 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 차량 제어 시스템의 제어부는 생성된 거리정보에 기초하여 차량의 제동장치를 제어하고, 영상정보에 기초하여 산출된 횡방향정보를 이용하여 차량의 조향장치를 제어할 수 있다. 여기서, 거리정보는 종방향(차량의 전방 방향임)에 대한 정보가 정확하며 영상정보는 횡방향(종방향과 수직인 방향으로서, 차량의 측방 방향임)에 대한 정보가 정확한 특징을 가질 수 있다.
즉, 제어부는 거리정보에 기초하여 차량의 AEB(Automatic Emergency Brake) 기능 또는 SCC(Smart Cruise Control) 기능을 구현하고, 영상정보에 기초하여 산출된 횡방향정보를 이용하여 차량의 LCA(Lane Change Assist) 기능 또는 LKA(Lane keeping Assist) 기능을 구현할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 차량 제어 시스템을 설명함에 있어 본 발명의 일 실시예에 따른 거리 및 영상을 감지하는 시스템과 동일한 구성 및 기능은 생략하였다. 이에, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 제어 시스템의 전체적인 동작을 이해함에 있어 도 1 내지 도 3을 이용하여 설명한 일 실시예에 따른 거리 및 영상을 감지하는 시스템의 설명을 참조할 수 있다.
이하에서는 도 1 내지 도 3을 이용하여 설명한 거리 및 영상을 감지하는 시스템이 수행하는 동작인 거리 및 영상을 감지하는 방법에 대해서 간략하게 설명한다.
도 4는 일 실시예에 따른 거리 및 영상을 감지하는 방법의 흐름을 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 일 실시예에 따른 거리 및 영상을 감지하는 방법은 램프제어신호와, 램프제어신호가 온(ON)되는 시점에 온이 되며 램프제어신호가 오프(OFF)되는 시점 이후에 오프되는 정보처리신호를 출력하는 단계(S400, 이하 램프제어신호와 정보처리신호를 출력하는 단계로도 명명함)와 레이저광원에 기초한 헤드램프광을 램프제어신호에 따라 차량전방으로 조사하는 단계(S410, 이하 헤드램프광을 조사하는 단계로도 명명함)와 헤드램프광이 조사되는 영역으로부터 광을 수신하여 광정보를 생성하는 단계(S420)와 광정보를 정보처리신호에 따라 제1광정보와 제2광정보로 분류하는 단계(S430, 이하 제1광정보와 제2광정보를 분류하는 단계로도 명명함)와 제1광정보에 기초하여 헤드램프광을 조사하여 수신되는데 소요되는 소요시간을 산출하고 소요시간을 이용하여 물체에 대한 거리정보 생성하는 단계(S440) 및 제2광정보에 기초하여 영상정보를 생성하는 단계(S450)를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 거리 및 영상을 감지하는 방법의 램프제어신호와 정보처리신호를 출력하는 단계(S400)는 일 주기에 온(ON)과 오프(OFF)를 포함하는 램프제어신호를 출력할 수 있다. 이에, 추후 광정보를 생성하는 단계(S420)에서 일 구간(추후, 정보처리신호가 온인 구간을 의미함)에서 물체에 반사된 가시광 및 헤드램프광을 포함하는 광을 수신하고, 다른 일 구간(추후, 정보처리신호가 오프인 구간을 의미함)에서 물체에 반사된 가시광만을 수신할 수 있다. 상기 가시광은 일반적으로 사람이 물체를 쉽게 인식하도록 제공되는 광으로서, 태양 및 전등에 의한 광을 포함할 수 있다.
또한, 램프제어신호와 정보처리신호를 출력하는 단계(S400)는 광정보를 (물체의 거리정보를 생성하기 위해 사용되는)제1광정보와 (물체의 영상정보를 생성하기 위해 사용되는)제2광정보로 분리시키기 위한 정보처리신호를 출력할 수 있다.
일 예를 들어, 램프제어신호와 정보처리신호를 출력하는 단계(S400)는 램프제어신호가 온(ON)되는 시점에 온이 되며 상기 램프제어신호가 오프(OFF)되는 시점 이후에 오프되는 미리 설정된 정보처리신호를 출력할 수 있다. 여기서, 조사된 헤드램프광이 수신되기까지 소요되는 소요시간을 고려하여 정보처리신호가 오프되는 시점은 램프제어신호가 오프되는 시점에서 상기 소요시간 이후의 시점일 수 있다.
일 실시예에 따른 거리 및 영상을 감지하는 방법의 헤드램프광을 조사하는 단계(S410)는 차량의 일반적인 헤드램프쪽에 설치되어 레이저광원에 기초한 헤드램프광을 램프제어신호에 따라 차량전방(121)으로 조사할 수 있다.
상기 레이저광원은 질화 인듐 갈륨 기술을 기한으로 개발된 레이저 다이오드를 포함할 수 있으며, 현재 개발된 레이저광원의 도달범위는 일반적인 LED의 2배인 약 600[m]에 달한다.
일 실시예에 다른 거리 및 영상을 감지하는 방법의 광정보를 생성하는 단계(S420)는 헤드램프광이 조사되는 영역으로부터 광을 수신하여 광정보를 생성할 수 있다. 일 예를 들어, 광정보를 생성하는 단계(S420)는 카메라의 CMOS 센서를 포함하는 이미지센서를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 거리 및 영상을 감지하는 방법의 제1광정보와 제2광정보를 분류하는 단계(S430)는 광정보를 생성하는 단계(S420)에서 생성된 광정보를 정보처리신호에 따라 제1광정보와 제2광정보로 분류할 수 있다.
일 예를 들어, 제1광정보와 제2광정보를 분류하는 단계(S430)는 광정보 중 정보처리신호가 온인 구간에 해당하는 광정보를 제1광정보로 분류하고, 상기 광정보 중 정보처리신호가 오프인 구간에 해당하는 광정보를 제2광정보로 분류할 수 있다.
이와 같이, 램프제어신호와 정보처리신호를 출력하는 단계(S400)로부터 출력되는 램프제어신호와 정보처리신호, 광정보를 생성하는 단계(S420)로부터 생성되는 광정보, 제1광정보와 제2광정보를 분류하는 단계(S430)로부터 분류되는 제1광정보와 제2광정보에 대한 자세한 설명은 도 2 및 도 2에 대한 설명을 참조할 수 있다.
한편, 일 실시예에 따른 거리 및 영상을 감지하는 방법은 일 실시예에 따른 거리 및 영상을 감지하는 방법의 동작을 설명하기 위한 일 예를 도시한 도면인 도 5와 같이, 헤드램프동작신호를 수신하는 단계(S500)를 수행하고 램프제어신호와 정보처리신호를 출력하는 단계(S400), 헤드램프광을 조사하는 단계(S410), 광정보를 생성하는 단계(S420), 제1광정보와 제2광정보를 분류하는 단계(S430), 거리정보를 생성하는 단계(S440) 및 영상정보를 생성하는 단계(S450)를 수행할 수 있다.
도 5를 참조하여 자세히 설명하면, 헤드램프동작신호를 수신하는 단계(S500)는 운전자가 전조등(헤드램프)를 켜기 위해 작동시키는 장치에 의해 생성되는 헤드램프동작신호를 수신할 수 있다.
이후, 램프제어신호와 정보처리신호를 출력하는 단계(S400)가 헤드램프동작신호가 수신되었는지 판단하여(S401a), YES로 판단되면 온구간이 증가된 램프제어신호와 정보처리신호를 출력할 수 있다(S403). S403단계는, 사람이 헤드램프광이 켜져있는 것으로 인지시키기 위함일 수 있다. 만약, S401a 단계에서 NO로 판단되면 램프제어신호와 정보처리신호를 출력하는 단계(S400)는 초기 설정된 램프제어신호와 정보처리신호를 출력할 수 있다(S405a). 여기서 초기 설정된 램프제어신호는 사람으로 하여금 꺼져있는 것으로 인지되는 헤드램프광을 제어하는 신호일 수 있다.
램프제어신호와 정보처리신호를 출력하는 단계(S400)가 수행되면 헤드램프광을 조사하는 단계(S410), 광정보를 생성하는 단계(S420), 제1광정보와 제2광정보를 분류하는 단계(S430), 거리정보를 생성하는 단계(S440) 및 영상정보를 생성하는 단계(S450)를 수행할 수 있다.
이와 달리, 일 실시예에 따른 거리 및 영상을 감지하는 방법은 일 실시예에 따른 거리 및 영상을 감지하는 방법의 동작을 설명하기 위한 다른 일 예를 도시한 도면인 도 6와 같이, 헤드램프동작신호를 수신하는 단계(S500)를 수행하고 램프제어신호와 정보처리신호를 출력하는 단계(S400), 헤드램프광을 조사하는 단계(S410), 광정보를 생성하는 단계(S420), 제1광정보와 제2광정보를 분류하는 단계(S430), 거리정보를 생성하는 단계(S440) 및 영상정보를 생성하는 단계(S450)를 수행할 수 있다.
도 6를 참조하여 자세히 설명하면, 헤드램프동작신호를 수신하는 단계(S500)를 수행하여 운전자가 전조등(헤드램프)를 켜기 위해 작동시키는 장치에 의해 생성되는 헤드램프동작신호를 수신하면, 램프제어신호와 정보처리신호를 출력하는 단계(S400)가 램프제어신호를 출력하고, 출력된 램프제어신호의 변화를 감지할 수 있다(S401b). 이후, 램프제어신호와 정보처리신호를 출력하는 단계(S400)는 헤드램프동작신호가 수신되는지 판단하여(S403b) YES로 판단되면, 램프제어신호의 변화간 구간 중 짧은 구간에 온이되며 램프제어신호의 변화간 구간 중 긴 구간에 오프되는 정보처리신호를 출력할 수 있다(S405b). 만약 S403b 단계에서 NO로 판단되면 램프제어신호와 정보처리신호를 출력하는 단계(S400)는 램프제어신호의 변화간 구간 중 긴 구간에 온이되며 램프제어신호의 변화간 구간 중 짧은 구간에 오프되는 정보처리신호를 출력할 수 있다(S407).
램프제어신호와 정보처리신호를 출력하는 단계(S400)가 수행되면 헤드램프광을 조사하는 단계(S410), 광정보를 생성하는 단계(S420), 제1광정보와 제2광정보를 분류하는 단계(S430), 거리정보를 생성하는 단계(S440) 및 영상정보를 생성하는 단계(S450)를 수행할 수 있다.
이와 달리, 일 실시예에 따른 거리 및 영상을 감지하는 방법은 일 실시예에 따른 거리 및 영상을 감지하는 방법의 동작을 설명하기 위한 또 다른 일 예를 도시한 도면인 도 7과 같이, 와이퍼신호를 수신하는 단계(S700)를 수행하고 램프제어신호와 정보처리신호를 출력하는 단계(S400), 헤드램프광을 조사하는 단계(S410), 광정보를 생성하는 단계(S420), 제1광정보와 제2광정보를 분류하는 단계(S430), 거리정보를 생성하는 단계(S440) 및 영상정보를 생성하는 단계(S450)를 수행할 수 있다.
도 7을 참조하면, 와이퍼신호를 수신하는 단계(S700)는 운전자가 와이퍼를 동작시키기 위해 작동시키는 장치의 온신호를 감지할 수 있다.
이후, 램프제어신호와 정보처리신호를 출력하는 단계(S400), 헤드램프광을 조사하는 단계(S410), 광정보를 생성하는 단계(S420), 제1광정보와 제2광정보를 분류하는 단계(S430)를 수행하고, 거리정보를 생성하는 단계(S440)가 와이퍼신호가 수신되는지 판단하여(S441), NO로 판단되면 분류된 제1광정보에 기초하여 거리정보를 생성할 수 있다(S443). 만약, S441 단계에서 YES로 판단되면 거리정보를 생성하지 않을 수 있다. 이는, 조사된 헤드램프광이 와이퍼와 충돌하여 거리를 산출하는데 사용되는 소요시간이 에러값일 수 있기 때문이다.
이후, 영상정보를 생성하는 단계(S450)를 수행할 수 있다.
이 외에도 거리 및 영상을 감지하는 방법은 도 1 내지 도 3에 기초하여 설명한 거리 및 영상을 감지하는 시스템이 수행하는 각 동작을 모두 수행할 수 있다.
이상에서의 설명 및 첨부된 도면은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 나타낸 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 구성의 결합, 분리, 치환 및 변경 등의 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 개시된 실시예들은 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 기술적 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예들의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (11)

  1. 램프제어신호와, 상기 램프제어신호가 온(ON)되는 시점에 온이 되며 상기 램프제어신호가 오프(OFF)되는 시점 이후에 오프되는 정보처리신호를 출력하는 신호출력부;
    레이저광원에 기초한 헤드램프광을 상기 램프제어신호에 따라 차량전방으로 조사하는 발광부;
    상기 헤드램프광이 조사되는 영역으로부터 광을 수신하여 광정보를 생성하는 수광부;
    상기 광정보를 상기 정보처리신호에 따라 제1광정보와 제2광정보로 분류하는 정보처리부; 및
    상기 제1광정보에 기초하여 상기 헤드램프광을 조사하여 수신되는데 소요되는 소요시간을 산출하고 상기 소요시간을 이용하여 물체에 대한 거리정보 생성하며, 상기 제2광정보에 기초하여 영상정보를 생성하는 생성부;
    를 포함하는 거리 및 영상을 감지하는 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    헤드램프동작신호를 수신하는 수신부를 더 포함하고,
    상기 신호출력부는,
    헤드램프동작신호가 수신되면 상기 램프제어신호의 온이 유지되는 온구간을 증가시키는 것을 특징으로 하는 거리 및 영상을 감지하는 시스템.
  3. 제 1항에 있어서,
    헤드램프동작신호를 수신하는 수신부를 더 포함하고,
    상기 신호출력부는,
    상기 램프제어신호의 변화를 감지하고, 상기 헤드램프동작신호의 수신여부 및 상기 램프제어신호의 변화에 기초하여 상기 정보처리신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 거리 및 영상을 감지하는 시스템.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 신호출력부는,
    상기 헤드램프동작신호가 미수신되면, 상기 램프제어신호의 변화간 구간 중 짧은 구간에 온이 되며, 상기 램프제어신호의 변화간 구간 중 긴 구간에 오프되는 상기 정보처리신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 거리 및 영상을 감지하는 시스템.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 신호출력부는,
    상기 헤드램프동작신호가 수신되면, 상기 램프제어신호의 변화간 구간 중 긴 구간에 온이 되며, 상기 램프제어신호의 변화간 구간 중 짧은 구간에 오프되는 상기 정보처리신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 거리 및 영상을 감지하는 시스템.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 정보처리부는,
    이전 주기에서 산출된 소요시간에 기초하여 제2광정보를 확대하여 분류하는 것을 특징으로 하는 거리 및 영상을 감지하는 시스템.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 신호출력부는,
    상기 램프제어신호가 온에서 오프로의 변화와 오프에서 온으로의 변화를 감지하여 상기 정보처리신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 거리 및 영상을 감지하는 시스템.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 수광부는, 차량의 윈드쉴드 내부에 위치하여 상기 발광부와 분리되고, 상기 윈드쉴드에 설치된 와이퍼(Wiper)를 동작시키는 와이퍼신호를 수신하는 수신부를 더 포함하고,
    상기 생성부는,
    상기 와이퍼신호가 미수신되면 상기 제1광정보에 기초하여 상기 거리정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 거리 및 영상을 감지하는 시스템.
  9. 램프제어신호와, 상기 램프제어신호가 온(ON)되는 시점에 온이 되며 상기 램프제어신호가 오프(OFF)되는 시점 이후에 오프되는 정보처리신호를 출력하는 신호출력부;
    레이저광원에 기초한 헤드램프광을 상기 램프제어신호에 따라 차량전방으로 조사하는 발광부;
    상기 헤드램프광이 조사되는 영역으로부터 광을 수신하여 광정보를 생성하는 수광부;
    상기 광정보를 상기 정보처리신호에 따라 제1광정보 및 제2광정보로 분류하는 정보처리부;
    상기 제1광정보에 기초하여 상기 헤드램프광을 조사하여 수신되는데 소요되는 소요시간을 산출하고 상기 소요시간을 이용하여 물체에 대한 거리정보 생성하며, 상기 제2광정보에 기초하여 영상정보를 생성하는 생성부; 및
    상기 거리정보 및 영상정보에 기초하여 차량을 제어하는 제어부;
    를 포함하는 차량 제어 시스템.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 거리정보에 기초하여 상기 차량의 제동장치를 제어하고, 상기 영상정보에 기초하여 산출된 횡방향정보를 이용하여 상기 차량의 조향장치를 제어하는 것을 특징으로 하는 차량 제어 시스템.
  11. 램프제어신호와, 상기 램프제어신호가 온(ON)되는 시점에 온이 되며 상기 램프제어신호가 오프(OFF)되는 시점 이후에 오프되는 정보처리신호를 출력하는 단계;
    레이저광원에 기초한 헤드램프광을 상기 램프제어신호에 따라 차량전방으로 조사하는 단계;
    상기 헤드램프광이 조사되는 영역으로부터 광을 수신하여 광정보를 생성하는 단계;
    상기 광정보를 상기 정보처리신호에 따라 제1광정보와 제2광정보로 분류하는 단계;
    상기 제1광정보에 기초하여 상기 헤드램프광을 조사하여 수신되는데 소요되는 소요시간을 산출하고 상기 소요시간을 이용하여 물체에 대한 거리정보를 생성하는 단계; 및
    상기 제2광정보에 기초하여 영상정보를 생성하는 단계;
    를 포함하는 거리 및 영상을 감지하는 방법.
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